KR100895205B1 - 액상성분의 배수를 위한 그루브가 유로에 형성되어 있는전극 분리판 및 이를 포함하고 있는 연료전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지의 고분자 전해질 막-전극 접합체(MEA)에 접해 있는 전극 분리판으로서, 전지의 작동 중 소비되거나 및/또는 생성된 기상성분과 액상성분의 이동을 위한 유로가 다수 개 형성되어 있고, 상기 유로에는 액상 성분의 이동을 용이하게 하기 위한 그루브가 그것의 저면에 형성되어 있으며, 상기 그루브는 수직 단면상으로 액상성분이 모세관 현상에 의해 흡입되는 작은 직경의 유입구와 상기 유입구에 대해 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로로 구성되어 있는 전극 분리판을 제공하는 바, 이러한 전극 분리판은 액상성분의 원할한 이동을 가능하게 하여 연료전지의 작동 성능과 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

액상성분의 배수를 위한 그루브가 유로에 형성되어 있는 전극 분리판 및 이를 포함하고 있는 연료전지 {Electrode Separator Having Groove for Draining of Liquid Component on Channel and Fuel Cell Employed with the Same}

도 1은 직접 메탄올 연료전지 스택의 외형에 대한 모식도이다;

도 2a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 직접 메탄올 연료전지 스택의 수직 단면에 대한 부분 모식도이고, 도 2b는 그 중의 유로의 부분 확대도이다;

도 3은 도 1과 같은 세로방향형 연료전지 스택에서 사용될 수 있는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 분리판의 부분 사시도 및 그것의 부분 확대도이다;

도 4는 본 발명의 따른 실시예에 따른 가로방향형 연료전지 스택의 외형에 대한 모식도이다;

도 5는 도 4의 연료전지 스택에서 사용되는 하나의 예시적인 전극 분리판의 사시도 및 부분 확대도이다;

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 분배헤더가 함께 도시된 연료전지 스택의 수직 단면에 대한 모식도이다;

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 수직 단면에 대한 모식도이다.

본 발명은 액상성분의 배수를 위한 그루브가 유로에 형성되어 있는 전극 분리판 및 이를 포함하고 있는 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연료전지의 전해질 막-전극 접합체(MEA)에 접해 있는 전극 분리판으로서, 전지의 작동 중 소비되거나 및/또는 생성된 기상성분과 액상성분의 이동을 위한 유로가 다수 개 형성되어 있고, 상기 유로에는 액상 성분의 이동을 용이하게 하기 위한 그루브가 그것의 저면에 형성되어 있으며, 상기 그루브는 수직 단면상으로 액상성분이 모세관 현상에 의해 흡입되는 작은 직경의 유입구와 상기 유입구에 대해 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로로 구성되어 있는 구조의 전극 분리판, 및 이를 포함하고 있는 연료전지를 제공한다.

최근의 모바일 기기의 발전은 더욱 높은 출력과 저장용량의 전원을 필요로 하고 있으며, 그러한 전원으로서 충방전이 가능한 리튬 이차전지의 사용이 보편화되어 있다.

그러나, 리튬 이차전지는 노트북 컴퓨터 등과 같은 모바일 기기들의 높은 성능을 충분히 그리고 장시간에 걸쳐 발휘하기에는 적지않은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 대용량의 리튬 이차전지를 제조하기 위해서는, 그것을 구성하는 재료의 특성상 제조비용이 매우 높고, 안전성이 취약하며, 충전에 장시간이 요구되는 등의 한계를 가지고 있다.

따라서, 리튬 이차전지가 가지는 한계를 극복하면서 상기에서와 같은 요구를 만족시킬 수 있는 새로운 소형 발전 시스템의 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 그 중의 하나로 높은 성능의 전력을 장시간에 걸쳐 제공할 수 있는 연료전지를 들 수 있다.

연료전지는 수소, 메탄올 등의 연료를 전기화학적 반응을 통해 물로 변화시킬 때 전기를 발생시키는 전지로서, 상기 리튬 이차전지의 단점을 해소할 수 있으며 환경 친화적인 에너지원으로서 주목받고 있다. 이러한 연료전지의 대표적인 예로서, 기상의 연료를 사용하는 수소 연료전지와, 액상의 연료를 사용하는 직접 메탄올 연료전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있고, 이들의 일부는 상용화되어 있다. 특히, 직접 메탄올 연료전지는 저장, 취급, 안전성 측면에서 우수하고 가격이 저렴한 메탄올을 연료로서 사용하며 운전조건의 작동온도가 상대적으로 낮다는 장점으로 인해 모바일 기기 등의 에너지원으로서 리튬 이차전지를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

그러한 직접 메탄올 연료전지는, 예를 들어, 전력을 생산하는 스택, 상기 스택에 연료를 공급하기 위한 액체 펌프 및 공기 펌프, 스택에서의 반응 후 발생하는 물과 순수 메탄올을 혼합하여 재사용하는 물 조절기, 시스템 내부의 온도 상승을 막고 물 조절기의 기능을 조절하는 열 교환기, 순수 메탄올을 공급하는 연료 펌프, 및 메탄올 저장부를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

직접 메탄올 연료전지에 가장 중요한 구성요소 중의 하나인 스택(stack)은 고분자 전해질 막의 양측에 연료극과 공기극이 위치하는 전해질 막-전극 접합체(Membrane-Electrode Assembly: MEA) 구조로 이루어져 있으며, 연료극(음극)에서 메탄올이 분해되고 공기극(양극)에서 산화반응에 의해 물이 생성되면서 전기를 발생시키는 발전소자이다. 따라서, 스택에서는 원료인 메탄올이 수용액 상태로 음극에 공급된 후 미반응 메탄올과 발생 가스가 배출되며, 산소를 포함하는 공기가 양극에 공급된 후 미반응 공기와 생성된 물이 배출된다.

도 1에는 직접 메탄올 연료전지 스택의 외형이 모식적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 스택(10)의 일측 외면에는 메탄올 용액을 공급하는 연료 주입구(20)(anode inlet)와 스택(10)에서 사용되고 남은 연료와 음극에서 발생된 가스가 배출되는 연료 배출구(30)(anode outlet)가 위치한다. 또한, 양극에 공기를 공급하기 위한 공기 주입구(40)(cathode inlet)와 양극에서 발생된 물과 사용되고 남은 공기를 배출하는 공기 배출구(50)(cathode outlet)가 위치한다.

따라서, 스택(10)의 연속적인 운전시 양극에서 발생한 물이 분배헤더(manifold: 도시하지 않음)와 공기 배출구(50)를 통해 스택(10)의 외부로 원활히 배출되어야, 스택(10)의 작동 성능이 유지되고 긴 수명을 얻을 수 있다.

연료전지에서, 스택은 앞서 설명한 바와 같이 MEA 구조로 이루어져 있으며, 구체적으로, 고분자 전해질 막의 양측에 다공성 촉매층(가스 확산층으로 칭하기도 함)이 부착되어 있고, 그러한 촉매층에 원료를 공급하고 미반응물 또는 반응생성물을 배출하기 위한 유로가 상기 촉매층을 향해 대면하고 있는 전극 분리판이 밀착되어 있는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 전극 분리판의 유로를 통한 원료의 공급과 미반응물/반응생성물의 배출이 원활히 이루어져야만, 연료전지의 작동 성능과 수명의 향상을 이룰 수 있다. 일 예로, 양극으로부터 반응생성물(주로, 물)의 배수가 원활하지 못하면, 이른바 cathode water flooding이라는 현상이 일어나게 되고, 이로 인해, 스택에 공급되는 공기의 물질 전달이 방해를 받아 스택의 작동 성능 저하 및 수명 단축이 초래된다.

이러한 배수 불량은 전극 분리판의 유로 뿐만 아니라 다수 분리판들의 유로를 배출구에 연통하는 분배헤더(Manifold)의 유로에서도 발생할 수 있다.

이와 관련하여, 일본 특허출원공개 제2000-123848호에는 전극 분리판의 유로 저면에 다수의 배수용 홈을 형성하는 기술이 개시되어 있고, PCT 국제출원공개 WO 98/52242호에는 분배헤더의 유로 저면에 역시 배수용 홈을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허출원공개 평09-55216호와 일본 특허출원공개 제2003-178791호에는 분배헤더의 유로를 배출구 방향으로 기울어지게 설계한 기술이 개시되어 있다.

이들 선행기술들의 연료전지는, 배수용 홈이 형성되어 있지 않은 유로 구조의 전극 분리판 또는 분배헤더와, 배출구 방향으로 기울어지지 않은 유로 구조의 분배헤더에 비해, 물 배출 능력이 우수한 것은 사실이지만, 소망하는 수준의 높은 배수력을 제공하지는 못한다.

일반적으로 연료전지의 스택은, 체적 대비로 높은 작동 효율성을 제공할 수 있도록, 전극 분리판에서 유로의 간격을 좁게 설계하고 있으므로, 다수의 작은 유 로들이 다공성 촉매층(가스확산층)에 대면하는 구조로 이루어져 있다. 반면에, 주요 반응생성물인 물은 높은 표면장력을 가지므로, 상기와 같이 유로 저면에 형성되어 있는 배출용 홈에도 불구하고 용이하게 배출되지 못하는 것으로 확인되었다.

이러한 문제점은, 소형 연료전지에 대한 수요가 증가하고 있는 최근의 경향을 고려할 때 더욱 심각하며, 따라서 보다 높은 효율로 액상성분의 반응생성물 및/또는 미반응물을 배출할 수 있는 연료전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도있는 연구를 거듭한 끝에, 연료전지 스택에서 액상성분의 배출에 가장 어려움이 있는 전극 분리판의 유로 저면과, 바람직하게는 분배헤더의 유로 저면에, 각각 모세관 현상에 의해 액상성분의 배출을 용이하게 하는 그루브를 유로를 따라 형성하는 경우, 기상성분과 액상성분의 분리가 더욱 용이해지고 액상성분이 모세관 현상에 의해 상기 그루브로 유입되어 배출이 용이해지는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

구체적으로, 본 발명에 따른 전극 분리판은, 연료전지의 고분자 전해질 막-전극 접합체(MEA)에 접해 있는 전극 분리판으로서, 전지의 작동 중 소비되거나 및/ 또는 생성된 기상성분과 액상성분의 이동을 위한 유로가 다수 개 형성되어 있고, 상기 유로에는 액상 성분의 이동을 용이하게 하기 위한 그루브가 그것의 저면에 형성되어 있으며, 상기 그루브는 수직 단면상으로 액상성분이 모세관 현상(capillary phenomenon)에 의해 흡입되는 작은 직경의 유입구와 상기 유입구에 대해 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 전극 분리판은 작은 직경의 유입구와 큰 직경의 하부 배출로로 이루어진 이중 구조에 의해 유로의 액상성분이 주로 하부 배출로 쪽으로 흡입되어 이동되므로, 다양한 연속적인 운전조건에서 기상성분이 이동할 수 있는 공간이 유로 상에 확보되고, 액상성분은 배출로를 통해 용이하게 이동하여 배출될 수 있다. 특히, 스택의 높은 작동효율을 위해 작은 크기로 제조되는 전극 분리판의 유로에서, 표면장력이 높은 물과 같은 액상성분은 액적(droplet) 형태로 잔류하지 않고 모세관 현상에 의해 하부 배출로로 흡입되어 이동할 수 있다.

상기 기상성분의 대표적인 예로는 MEA에서 반응 연료로 사용되는 공기를 들 수 있고, 상기 액상성분의 대표적인 예로는 MEA에서 반응 후 생성되는 물을 들 수 있다.

본 발명에서 그루브가 형성되는 유로의 "저면(lower surface)"은, 촉매층에 접하는 유로의 개방부위의 위치에 관계없이 중력방향에서 유로의 가장 아래쪽 면을 의미한다.

상기 그루브의 크기는 유로의 크기, 분리판의 크기 등 다양한 요소들에 의해 결정될 수 있으며, 바람직하게는 유로의 단면적을 기준으로 50% 이하, 더욱 바람직 하게는 5 내지 40%의 크기일 수 있다.

유입구와 하부 배출로로 이루어진 그루브는 수직 단면상으로, 예를 들어, 납작한 형상의 호리병 구조일 수 있다. 스택의 작동시 발생한 액상성분은 유로로 유입되고, 중력에 의해 유로의 저면으로 이동하며, 그러한 액상성분은 모세관 현상에 의해 유입구로 빨려 들어가 하부 배출로에 모이게 된다. 따라서, 유로에서 기상성분과 액상성분의 분리가 일어나고, 높은 표면장력의 액상성분이 액적의 형태로 응집되어 유로를 차단하는 현상을 방지할 수 있다.

상기 유입구의 폭과 길이는 모세관 현상이 일어날 수 있는 크기라면 특별히 제한되지 않으며, 경우에 따라서는, 모세관 현상에 의한 흡입을 용이하게 할 수 있도록 상단부의 직경이 큰 구조일 수 있다.

본 발명에 따른 유로의 구조는 연료전지의 양극 촉매층에 접하는 전극 분리판의 유로와 음극 촉매층에 접하는 전극 분리판의 유로에 모두 적용될 수 있으며, 바람직하게는 연료로서 기상성분의 공기가 공급되고, 액상성분으로서 주로 물이 배출되는 양극 촉매층에 접하는 분리판의 유로에 적용될 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 액상성분의 표면장력을 더욱 낮추기 위하여 그루브의 내면에 친수성 코팅층을 형성하거나 친수성으로 표면처리를 행할 수 있다.

상기 친수성 코팅층은, 예를 들어, 친수성의 고분자 수지를 박막의 형태로 도포하여 형성될 수 있으며, 전극 분리판 소재에 대해 우수한 접착력을 가지는 친수성의 물질이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 친수성의 표면처리는 전극 분리판 소재의 표면을 기계적 및/또는 화학적으로 처리하여 친수성을 부여하는 것으로, 예를 들어, 다공성 표면의 그루브는 친수성을 나타낼 수 있다.

전극 분리판의 소재 자체가 친수성을 가지고 있는 경우, 예를 들어, 그루브 내면을 제외한 부분(즉, 표면)에 소수성 코팅층을 형성하거나 소수성으로 표면처리를 행하여 상기와 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

본 발명은 또한 상기 전극 분리판을 포함하는 것으로 구성된 연료전지를 제공한다.

본 발명에 따른 유로의 구조는 전극 분리판의 유로를 통해 기상성분과 액상성분이 함께 이동(서로 반대 방향으로 이동하는 구조를 포함함)하는 구조라면 어떠한 연료전지에라도 적용할 수 있다. 특히 바람직하게는, 모바일 기기 등의 전력원으로 사용될 수 있도록 전체적으로 작은 크기로 제작되며 콤팩트한 구조의 스택이 요구되는 직접 메탄올 연료전지에 바람직하게 사용될 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 다수의 전극 분리판들의 유로들을 연료전지의 외부 배출구에 연통시키는 분배헤더의 유로 저면에도 상기와 같은 구조의 그루브를 형성함으로써 액상성분의 배출을 용이하게 할 수도 있다. 그러한 유로 저면 및/또는 그루브의 내면에 앞서 설명한 바와 같은 친수성 코팅층을 형성할 수 있음은 물론이다.

액상성분의 더욱 용이한 배출을 위하여, 상기 분배헤더가 전체적으로 배출구 방향으로 기울어지도록 구성할 수 있으며, 그러한 기울어진 구조는 연속적인 경사구조, 또는 계단과 같은 다단식 경사구조일 수 있다.

연료전지의 기타 구성요소들과 그것의 작동 방식은 당업계에 공지되어 있으 므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 2a에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 직접 메탄올 연료전지 스택의 수직 단면도가 부분 모식도로서 도시되어 있고, 도 2b에는 그 중의 유로의 부분 확대도가 도시되어 있다.

도 2a를 참조하면, 스택(100)은, 고분자 전해질 막(210)을 사이에 두고 촉매층(220, 230)이 서로 대면하고 있는 고분자 전해질 막-전극 접합체(MEA: 200)와, 촉매층(220, 230)에 접해 있는 전극 분리판(300), 및 전류 집전체(400)로 구성되어 있다.

MEA(200)에서는, 음극으로 공급되는 메탄올(메탄올/물 혼합물)이 양극으로 공급되는 공기와 전기화학적 반응을 일으켜 전기가 발생되고 그 결과로서 물이 생성된다. 촉매층(220, 230)은 다공성 구조물로 이루어져 있으며, 그것의 상단과 하단에 각각 밀봉을 위한 가스켓(240)이 설치되어 있다.

메탄올(메탄올/물 혼합물)은 전극 분리판(300)의 유로(310)를 통해 음극 촉매층(220)으로 공급되고, 공기는 전극 분리판(300)의 유로(320)를 통해 양극 촉매층(230)에 공급된다. 반응생성물로서의 물은 양극 촉매층(230)에 접해 있는 유로(320)를 통해 배출된다. 따라서, 유로(320)는 공기(기상성분)와 물(액상성분)이 이동하는 통로이므로, 물의 원활한 배출이 이루어지지 않는 경우, 공기의 이동이 차단되어 MEA(200)에서의 작동 성능이 크게 저하될 수 있다.

따라서, 도 2b에서 보는 바와 같이, 유로(320)의 저면에는 수직 단면상으로 납작한 호리병 형상의 그루브(330)가 형성되어 있다. 그루브(330)는 작은 직경의 유입구(332)와 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로(334)로 이루어져 있다. 또한, 그루브(330)의 내면에 친수성 코팅층(340)이 형성되어 있거나, 또는 유로(320)의 저면에 소수성 코팅층(342)이 형성되어 있다. 따라서, MEA(200)의 작동에 의해 양극 촉매층(230)에서 발생한 물이 중력에 의해 유로(320)의 저면으로 이동하면, 모세관 현상에 의해 유입구(332)를 통해 하부 배출로(334)로 흡입된다. 더욱이, 유로(332)의 저면에 형성된 소수성 코팅층(342) 또는 그루브(330)의 내면에 형성된 친수성 코팅층(340)으로 인해, 물은 더욱 작아진 표면장력으로 상기 흡입 현상이 촉진될 수 있다.

다시 도 2b를 참조하면, 다수의 유로들(320)은 그것의 단부들이 아래쪽 방향으로 연속되도록 서로 연결되어 있어서, 전체적으로 지그재그형 구조를 이루며, 최하단의 유로는 도 6에서와 같은 분배헤더에 연결된다. 따라서, MEA(200)의 작동시 발생한 물은 유로들(320)을 따라 하부로 이동하면서 분배헤더를 거쳐 외부로 배출된다.

도 3에는 도 1과 같은 세로방향형 연료전지 스택에서 사용될 수 있는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 분리판의 부분 사시도 및 그것의 부분 확대도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 전극 분리판(300a)은 촉매층(도시하지 않음)에 접하는 방 향으로 개방된 다수의 유로들(320a)이 일측에 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 각각의 유로(320a)에는 그것의 저면에, 도 2에서 설명한 바와 같은, 유입구(332a)와 하부 배출로(334a)로 구성된 그루브(320a)가 형성되어 있다.

도 4에는 본 발명의 따른 실시예에 따른 가로방향 연료전지 스택의 외형에 대한 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 그것에 사용되는 하나의 예시적인 전극 분리판의 사시도 및 부분 확대도가 도시되어 있다.

도 4의 연료전지 스택(400)은 스택(도시하지 않음)이 눕혀진 형태로 적층되므로 연료 주입구(410), 연료 배출구(420), 공기 주입구(430) 및 공기 배출구(440)이 윗면에 형성되어 있다는 점에서, 도 1의 세로방향 연료전지 스택(10)과 차이가 있다.

이러한 구조적 차이로 인해, 그것에 사용되는 전극 분리판(300b)은, 도 5에서 보는 바와 같이, 촉매층(도시하지 않음)에 접하는 유로(320b)는 그것의 상단면이 개방되어 있는 구조로 이루어져 있고, 중력방향에서의 저면은 유로(320b)의 하단면이 된다. 따라서, 그루브(330b)는 유로(320b)의 하단면에 형성되어 있다는 점에서, 도 3의 전극 분리판(300a)과 차이가 있으며, 그루브(330b)의 형상은 유입구(332a)와 하부 배출로(334b)의 구조에 있어서 도 3의 그것과 유사하거나 동일하다.

도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 분배헤더가 함께 도시된 연료전지 스택의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여 전극 분리판의 유로에 대한 표시는 생략하였다.

분배헤더(500)는 다수의 전극 분리판들(300, 301, 302)의 유로들(도시하지 않음)에 연결되어 장치 외부의 배출구(440)에 연통된다. 분배헤더(500)는 전체적으로 배출구(440) 방향으로 기울어져 있고, 그것의 저면에 도 2b에서와 같은 그루브(510)가 형성되어 있어서, 물의 배출이 더욱 용이하다.

도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있는 바, 분배헤더(500a)가 다단식 구조로 배출구(440) 방향으로 기울어져 있다는 점에서 도 6의 분배헤더(500)와 차이가 있다.

이상 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전극 분리판은 작은 직경의 유입구와 큰 직경의 하부 배출로로 이루어진 이중 구조에 의해 유로의 액상성분이 주로 하부 배출로 쪽으로 흡입되어 이동되므로, 다양한 연속적인 운전조건에서 기상성분이 이동할 수 있는 공간이 유로 상에 확보되고, 액상성분은 배출로를 통해 용이하게 이동하여 배출될 수 있다. 특히, 스택의 높은 작동효율을 위해 작은 크기로 제조되는 전극 분리판에서, 표면장력이 높은 물과 같은 액상성분은 전극 분리판의 유로에 잔류하지 않고 모세관 현상에 의해 하부 배출로로 흡입되어 이동할 수 있으므로, 궁극적으로 연료전지의 작동 성능과 수명을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 연료전지의 고분자 전해질 막-전극 접합체(MEA)에 접해 있는 전극 분리판으로서, 전지의 작동 중 소비되거나 및/또는 생성된 기상성분과 액상성분의 이동을 위한 유로가 다수 개 형성되어 있고, 상기 유로에는 액상 성분의 이동을 용이하게 하기 위한 그루브가 그것의 저면에 형성되어 있으며, 상기 그루브는 수직 단면상으로 액상성분이 모세관 현상(capillary phenomenon)에 의해 흡입되는 작은 직경의 유입구와 상기 유입구에 대해 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로로 구성되어 있는 전극 분리판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기상성분은 공기이고, 상기 액상성분은 물인 것을 특징으로 하는 전극 분리판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브의 크기는 유로의 단면적을 기준으로 50% 이하인 것을 특징으로 하는 전극 분리판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브는 연료로서 기상성분의 공기가 공급되고 액상성분으로서 주로 물이 배출되는 양극 촉매층에 접하는 분리판의 유로에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 분리판.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 액상성분의 표면장력을 더욱 낮추기 위하여 그루브의 내면에 친수성 코팅층을 형성하거나 친수성으로 표면처리하는 것을 특징으로 하는 전극 분리판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 분리판의 소재 자체가 친수성을 가진 경우, 그루브 내면을 제외한 부분에 소수성 코팅층을 형성하거나 소수성으로 표면처리를 행하는 것을 특징으로 하는 전극 분리판.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 따른 전극 분리판을 포함하는 것으로 구성된 연료전지.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 연료전지는 직접 메탄올 연료전지인 것을 특징으로 하는 연료전지.
9. 제 7 항에 있어서, 다수의 전극 분리판들의 유로들을 연료전지의 외부 배출구에 연통시키는 분배헤더의 유로 저면에, 수직 단면상으로 액상성분이 모세관 현상에 의해 흡입되는 작은 직경의 유입구와 상기 유입구에 대해 상대적으로 큰 직경의 하부 배출로로 구성된 그루브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 분배헤더가 전체적으로 배출구 방향으로 기울어지도 록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지.

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